临床研究
基于人工智能的连续肠鸣音听诊记录仪的临床应用
中华医学杂志, 2020,100(40) : 3157-3160. DOI: 10.3760/cma.j.cn112137-20200303-00570
摘要
目的

探讨一种基于人工智能的连续肠鸣音听诊记录仪在监测肠鸣音方面的可行性及临床意义。

方法

2018年11月1日至2019年8月12日,应用连续肠鸣音听诊记录仪对在南京中医药大学附属医院普外科就医31例接受结直肠癌手术的患者实施围手术期肠鸣音监测,以期摸索相关规律,指导临床。

结果

手术结束后,肠鸣音仍持续存在(1.8±0.8)h,而后逐渐减弱或消失,(11.2±3.5)h后逐渐恢复。首次排气在术后(22.7±5.8)h,首次排便在术后(28.7±6.9)h,进食后肠率呈上升趋势,排气/排便后,肠率下降明显。

结论

基于人工智能的连续肠鸣音听诊记录仪安全、有效,能辅助临床评估。

引用本文: 潘华峰, 龚冠闻, 柳欣欣, 等.  基于人工智能的连续肠鸣音听诊记录仪的临床应用 [J] . 中华医学杂志, 2020, 100(40) : 3157-3160. DOI: 10.3760/cma.j.cn112137-20200303-00570.
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肠管蠕动时,肠腔内气体穿过液体,产生一种断续的气过水声(或咕噜声),称为肠鸣音。临床上一般将肠鸣音分为正常(3~5次/min)、活跃(6~10次/min)、亢进(>10次/min)、减弱(1次/3~5 min)和消失(0次/3~5 min)5种类型。肠鸣音是评估胃肠道状态的一个重要参数。胃肠功能障碍会表现出相应的肠鸣音特征变化。比如,术后肠麻痹表现为肠鸣音明显减弱或缺失,肠易激综合征表现为肠鸣音间隔时间和低频肠鸣音比率的变化[1,2]。临床研究多使用肠鸣音出现时间作为肠功能恢复的参数,但肠鸣音获取方式是传统听诊,因此不够客观和精确。本研究拟通过连续肠鸣音听诊记录仪不间断监测肠鸣音,评估术后胃肠功能恢复情况。

对象与方法
1.一般资料:

2018年11月1日至2019年8月12日,数字随机选取31例在南京中医药大学附属医院接受结直肠手术的患者接受围手术期肠鸣音监测。其中男20例,女11例,中位年龄61(32~81)岁,体质指数(BMI)(23.4±3.1)kg/m2。直肠癌15例,升结肠癌6例及横结肠癌(肝曲)1例,降结肠癌2例及横结肠癌(脾曲)1例,乙状结肠癌6例,均接受腹腔镜手术,分别行直肠前切除术、右半结肠切除术、左半结肠切除术和乙状结肠切除术,并行相应区域的淋巴结清扫。

2.围手术期处理:

所有患者均通过术前评估,围手术期处理遵循加速康复外科原则(ERAS)[3,4,5,6],包括:入院时进行充分的医患沟通和健康教育;术前1 d正常饮食,不常规进行机械性胃肠道准备;术前6 h可进食固态食物,术前2 h可饮水;术前口服碳水化合物。术中行全身麻醉;术中维持麻醉在脑电双频谱监测下进行,术中使用低潮气量通气,并进行控制性液体输注(目标导向液体治疗);术中常规监测体温及采用保温措施,以避免术中低体温的发生;手术结束时切口局部行罗哌卡因浸润注射。术后不常规留置鼻胃管和腹腔引流管,不留置导尿管;术后多模式镇痛,避免使用阿片类药物;术后清醒即可少量饮水,术后早期进食,进食量根据胃肠耐受量逐渐增加,以尽早停止静脉输液;术后早期下床活动。31例患者均接受术前1 d、手术当天及术后连续3 d的不间断肠鸣音监测,并提前发放肠鸣音监测表,向患者及其家属充分告知此研究的临床意义,嘱咐务必记录每次进食、排气/排便的时间。所有患者均签署临床研究知情同意书。本研究属于前瞻性观察研究,不存在特殊临床干预措施。

3.连续肠鸣音记录仪:

连续肠鸣音听诊记录仪(YM-TYJL-01,山东易迈医疗科技有限公司,生产批号:TPD181202),主要由采集贴片、蓝牙接收器、终端处理器等部分组成。激活采集贴片后,录入患者信息,将贴片粘贴于患者右下腹或脐周。采集贴片捕获的原始声音信号经蓝牙传送至病房内的接收器,再通过无线网络,将信号传送至终端进行信号的识别、提取以及数据的智能化处理。此设备已经过前期志愿者测试,特异性和敏感性均达90%。

4.观察指标及定义:

(1)肠率为单位时间内(1 min)肠鸣音出现的次数。(2)术后排便:排泄物成形或不成形,无数量限制,包括排气过程中夹杂的少量内容物。(3)肠鸣音恢复:以切口皮肤缝合结束作为始点,记录肠鸣音开始恢复的时间点。(4)流质饮食:肠内营养粉18~54 g(2~6勺)+80~250 ml温开水。术后住院的天数。

5.统计学处理:

应用SPSS 24.0统计软件,正态分布计量资料以±s表示。双侧检验,校正值α=0.005。

结果

所有患者均顺利完成研究,无一例中途退出。术后切口感染2例,经换药一周后康复。无肺部感染、静脉血栓、吻合口瘘等并发症出现。无死亡等严重并发症出现。手术结束后,肠鸣音仍存在,维持(1.8±0.8)h后减弱或消失,5~17 h后又逐渐恢复。首次排气时间在术后(22.7±5.8)h,首次排便时间在术后(28.7±6.9)h,肠鸣音恢复与首次排气时间间隔(11.4±6.8)h,肠鸣音恢复与首次排便时间间隔(17.1±8.7)h。清醒后即饮水,首次流质饮食在术后(17.4±4.2)h。进食后可见肠率呈上升趋势,排气/排便后,肠率下降明显(图1)。术后平均住院天数(7.3±4.0)d。术后第1天肠鸣音节律(速率和频率)逐渐平稳(图2)。在研究的后期阶段,已开始参考上述规律指导5例患者进食半流质,效果良好。连续肠鸣音听诊记录仪还能自动保存肠鸣音音频信号,可根据需要随时调取听诊。

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图1
1例结直肠手术患者术后进食后、排气、排便后肠率的变化 红星:进食流质;黄星:首次排气;蓝星:首次排便
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图1
1例结直肠手术患者术后进食后、排气、排便后肠率的变化 红星:进食流质;黄星:首次排气;蓝星:首次排便
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图2
1例结直肠手术患者术后第一天肠鸣音频率(A)及速率(B)监测
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图2
1例结直肠手术患者术后第一天肠鸣音频率(A)及速率(B)监测
讨论

传统听诊肠鸣音过程耗时[7],而且一次听诊未必能捕获到肠鸣音或不能识别微弱的肠鸣音,存在主观性大、精准度低等缺点;另外不能合理解释一些肠鸣音的变化意义[8,9,10],因此肠鸣音的价值一直备受循证医学的质疑,甚至有研究建议废除常规听诊肠鸣音[11]。为了验证肠鸣音在评估胃肠功能方面是否具备价值,Li等[12]采用描述性横断面设计,以问卷调查的方式分析肠鸣音在重症监护病房的应用情况,结果表明肠鸣音仍然是监测胃肠功能的重要指标,但同时指出在临床操作中存在一些问题,建议采用数字化技术实现肠鸣音智能监测。

随着现代科技的发展,各种肠鸣音监测装置相继问世,很多研究也基于此类智能设备,分析出了包括肠易激综合征(IBS)和Crohn′s病[13]、非溃疡性消化不良[2]、大肠癌和小肠梗阻[14]等在内的多种胃肠疾病的肠鸣音特征。最近有研究甚至提出IBS可以根据肠音特征进行诊断,其敏感性和特异性均达87%[15]。这些研究足以证实了基于人工智能的肠鸣音监测装置的有效性和可靠性。

术后肠麻痹(POI)是胃肠术后极为普遍的一种肠功能状态,因消化道动力障碍致内容物在肠腔内蓄积,术后持续时间可达3~5 d,甚至更长。本研究发现,接受ERAS措施的患者,术后肠麻痹并未立刻发生,术后肠鸣音仍会持续存在1~4 h,然后才逐渐消失,5~17 h后即开始逐渐恢复,但尚未研究接受传统围手术期处理的患者是否也存在类似情况,因此暂不能说明这是ERAS产生的保护效应。

研究发现进食可促进肠率上升,进一步证实了食物会刺激胃肠蠕动,也为ERAS早期进水、进食的主张提供了有力依据。但值得注意的是,倘若进食过快或过多,会延缓甚至加重POI,因此更加需要及时了解肠率变化趋势。若1次进食后,肠率升高,呈恢复趋势,可认为耐受良好,继续维持并适量增加进食量;若1次进食后,肠率呈持续下降趋势,尽管此时患者尚无腹胀、恶心呕吐的症状,但需立即告知停止进食,待肠率稳定后,再减量、缓慢进食。如此通过反复观察进食后肠率变化,可指导患者平稳度过并缩短POI期。本研究已开始参考上述规律指导最后5例患者术后进食的时机和数量,效果良好,均在术后24 h内恢复通气,未经历明显的腹胀、呕吐等不适。另外,研究发现排气/排便前,肠率呈不同程度的上升趋势,排气/排便后,肠率下降明显,这为分析排气/排便时的肠鸣音特征奠定了基础,有望通过特定的肠鸣音速率、振幅和频率,精确判断排气/排便时间,这将会明显提升临床研究的精准性和可靠性。另外,肠鸣音音频信号会自动保存,临床医生可根据需要随时调取听诊,及时学习不同肠道功能状态下的肠鸣音特征,具备优秀的教学功能。

本研究尚有不足之处,如需进一步屏蔽环境噪音的干扰,目前已尝试将采集片放置病房不同区域,尽可能多地采集不同性质的杂音,将分析参数纳入软件,以期进一步提高采集数据的质量。另外,患者通气、排便、进食等时间点需要家属及时记录,但在操作中发现多有漏记情况,因此在继续加强与患者家属沟通的同时,还在探讨电子化记录的可行性。

总之,连续肠鸣音听诊记录仪在肠鸣音监测与分析中的重要作用,初期成果明显。大样本、多中心的研究仍是必不可少的,它会进一步评估此设备在胃肠临床研究中的可靠性和精确性,使其不断改进与完善,发挥更大功效。

利益冲突
利益冲突

所有作者均声明不存在利益冲突

参考文献
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